基于验证的协议

验证阶段也称为乐观并发控制技术。在此技术中，假定事务结束时所有数据项都可以成功更新。在应用所有更新时，它们会应用于为该事务保留的数据项的本地副本。最后，验证阶段检查事务的任何更新是否违反了可串行化，如果没有违反可串行化，则执行提交操作，并从本地副本更新数据库。否则，事务将被回滚并重新启动。乐观调度方法之所以称为乐观，是因为它们假定干扰很少，因此在事务执行期间无需进行检查。

1. 读取阶段：在此阶段，读取并执行事务 T。它用于读取各种数据项的值，并将它们存储在临时本地变量中。它可以对临时变量执行所有写操作，而不会更新实际数据库。
2. 验证阶段：在此阶段，将临时变量值与实际数据进行验证，以查看它是否违反了可串行化。
3. 写入阶段：如果事务的验证通过，则将临时结果写入数据库或系统，否则将回滚事务。

验证阶段会检查可能导致重叠的事务的读写操作。因此，每个事务都分配有以下不同的时间戳

Start(Ti)：包含 Ti 开始执行的时间。

Validation (T_i)：包含 Ti 完成读取阶段并开始验证阶段的时间。

Finish(Ti)：包含 Ti 完成写入阶段的时间。

• 该协议用于确定事务的可串行化时间戳，它使用验证阶段的时间戳，因为这是确定事务将提交还是回滚的实际阶段。
• 因此 TS(T) = validation(T)。
• 可串行化是在验证过程中确定的。它无法提前决定。
• 在执行事务时，它确保了更高的并发度，并且冲突次数更少。
• 因此，它包含回滚次数较少的事务。

当以下任一条件满足时，事务 T 可以成功完成其验证阶段：

• 所有较旧的事务，即时间戳较小的事务，必须在请求的事务开始之前完成。
• 如果事务 T 在较早的事务完成之前开始，则事务 T 不应读取较早事务写入的数据项。此规则保证较早事务的写入不会被其他事务 T 读取。
• 如果事务 T 在较早的事务完成之前开始，则较早的事务应在其写入阶段完成，然后事务 T 才进入其验证阶段。因此，此规则保证写入是按顺序完成的，确保没有冲突。

在验证事务 T 时，首先检查前一个事务的第一个条件。如果为假，则只检查第二个条件。如果第二个条件为假，则只检查第三个条件。如果这三个条件中的任何一个为真，则没有冲突，并且 T 成功得到验证。如果这三个条件都不为真，则事务 T 的验证阶段将失败，然后将其回滚并稍后重新启动。

使用基于验证的协议的主要思想是：

• 最小开销：所有数据项都在事务结束时更新，因此在事务执行过程中产生的开销最小。
• 无级联回滚：由于回滚仅涉及本地数据副本，而不涉及数据库，因此不会发生级联回滚。
• 无需锁定：与传统协议相比，此技术允许更高的并发性，因为无需锁定。
• 高效：当冲突很少时，此技术非常高效。偶尔发生的冲突会导致事务回滚。

使用基于验证的协议的主要缺点是：

• 如果回滚的事务很长，则会损失宝贵的处理时间。
• 当事务之间存在大量干扰时，这些技术效果不佳，因为已提交完成的事务的结果将被丢弃，并且必须重新启动。